Геохимия магматогенно-гидротермальных систем на границе пластично-хрупкого перехода в земной коре : физико-химические модели

• Автор: Васильева, Евгения Владимировна
• Шифр специальности: 25.00.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Улан-Уде
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1 .Объект и методы исследования
1.1. Магматогенно-гидротермальные системы (МГС)
1.2. Численное физико-химическое моделирование
1.3. Методика комплексного компьютерного моделирования
1.3.1. Геометрический этап
1.3.2. Физический этап
1.3.3. Физико-химический этап
1.3.4. Динамический этап
1.4. Тектонофизические исследования
1.4.1. Поляризационно-оптический метод исследования напряжений
1.4.2. Метод анализа результатов исследований
Глава 2. Концептуальная модель эволюции магматогенно-гидротермальных систем
2.1. Реологическая модель
2.2. Механизм движения полостей в пластичной среде
2.3. Сценарии эволюции магматогенно-гидротермальной системы
Глава 3. Модель подъема флюида через пластично-хрупкий переход
3.1. Описание модели
3.2. Результаты моделирования
3.3. Основные выводы
Глава 4. Комплексная компьютерная модель магматогенно-гидротермальной системы
4.1. Г еометрический этап
4.2. Физический этап
4.3. Физико-химический этап
4.4. Результаты статического моделирования
4.5. Динамический этап
4.6. Результаты динамического этапа
4.7. Основные выводы
Глава 5. Тектонофизические исследования эволюции флюида
5.1. Подготовка экспериментов
5.2. Описание экспериментов
5.3. Основные выводы
Заключение
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Актуальность изучения магматогенно-гидротермальных систем (МТС), контролирующих образование рудных, нерудных и геотермальных месторождений, несомненна. Полученные за последние десятилетия многочисленные фактические данные по геохимии, теплофизике и геологической структуре МТС настоятельно требуют физико-математического и химико-термодинамического анализа, обобщения и интерпретации в виде согласованной концептуальной модели, наибольшую конструктивность и наглядность которой, несомненно, придает компьютерная реализация.
В настоящее время все еще преобладают взгляды на формирование МТС в виде чисто конвективного тепломассопереноса в трещиноватопористой среде, контролируемого теплом магматического очага. Такой подход не учитывает реологические свойства вмещающей среды и связанные с ними геохимические барьеры, а также оставляет «за кадром» химическую термодинамику взаимодействия флюид/порода как в конвективной ячее, так и в процессе привноса глубинного и метеорного вещества. Поэтому на современном этапе геохимических исследований чрезвычайно важно рассмотреть возникновение и эволюцию МГС именно с реологических позиций, позволяющих задать обоснованные входные данные для расчета химикотермодинамического взаимодействия сред в различных реологических обстановках.
Весьма актуален и вопрос о транспорте глубинного вещества в верхние этажи литосферы и участии его в эволюции МГС. Во многих геологических исследованиях постулируется априори, что существуют разломы, уходящие глубоко в мантию, по которым поступают в земную кору магмы и флюиды. Однако при условии пластичности вещества такое понимание глубинных разломов, по нашему мнению, не соответствует действительности. Возможно, и существуют зоны высокой проницаемости в пластичной мантии и коре,

которые можно назвать «глубинными разломами», однако механизм этой проницаемости, на наш взгляд, совершенно иной, - он также обсуждается в настоящей работе.
Цель работы
Создание согласованной модели магматогенно-гидротермальной системы с привносом глубинного и метеорного вещества вблизи реологической зоны пластично-хрупкого перехода.
Задачи работы
были поставлены в соответствии с выбранной целью:
1. Развитие методики комплексного компьютерного 20-моделирования геохимических объектов, включающей четыре взаимосвязанных этапа: геометрический, физический, физико-химический и динамический.
2. Разработка сценариев эволюции магматогенно-гидротермальной системы в зависимости от положения магматического очага относительно зоны пластично-хрупкого перехода; расчет физических параметров в каждом узле модельной сетки в соответствии со сценарием.
3. Разработка физико-химической многорезервуарной модели МГС с расчетом исходных равновесных минеральных парагенезисов, а также химического состава пород и флюида в каждом узле модельной сетки:
а) для траектории подъема глубинного флюида в пластической области с прорывом в область хрупких деформаций;
б) для зоны конвективного движения подвижной группы фаз в трещиновато-пористой среде в области хрупких деформаций.
4. Разработка методики тектонофизического эксперимента на оптически активных средах в поляризованном свете; проведение серии экспериментов; разработка программного обеспечения для цифрового анализа результатов экспериментов.

ный образ программного комплекса (ПК) можно представить в виде макроблок-схемы (рис. 1.6).
Рис. 1.6. Принципиальная схема программного комплекса «Селектор».
Макроструктура программного комплекса включает следующие основные функциональные и информационные блоки:
1. Базы моделей.
Представляют собой базы данных готовых к использованию моделей: тестовых, учебных, эталонных, рабочих моделей наиболее распространенных систем типа морской воды, воды озера Байкал, атмосферы, углеводородной системы С-Н-О-К Если решаемой проблеме удается сопоставить соответствующую модель из базы, то это может значительно ускорить начальный процесс формирования и отладки модели. База открыта к дополнению новыми моделями исследователей.
2. Блок формирования моделей.
Данный блок предназначен для сборки физико-химических моделей различного типа, включая мегасистемы. Исследователь задает список